[发明专利]一种可室温烧结的水性纳米银导电油墨及其制备和应用

权利要求书

1.一种可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤A：将还原剂、短链分子分散剂和去离子水混合，得到还原液；将银盐与去离子水混合形成反应液；将还原液滴加到反应液中，滴加结束后反应；离心，清洗后制得短链分子分散剂分散的纳米银颗粒；所述短链分子分散剂为聚丙烯酸和月桂酰肌氨酸中的一种或多种；

步骤B：将功能助剂与去离子水混合制成功能助剂的复合水溶液；所述功能助剂包括缓冲剂、保湿剂、表面活性剂、消泡剂和粘结剂；

步骤C：将所得短链分子分散剂分散的纳米银颗粒与所述复合水溶液混合，在冰水浴中经超声波分散，得到可室温烧结的水性纳米银导电油墨；所述水性纳米银导电油墨包含导电填料纳米银颗粒、去离子水和功能助剂的复合水溶液，其粘度为8-15cP，表面张力为25-35 mN/m。

2.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述还原液中还原剂的浓度为200-300 g/L；短链分子分散剂的浓度为350-450 g/L。

3.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硫酸亚铁、水合肼和硼氢化钠中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述银盐在反应液中的浓度为60-90 g/L；所述银盐为硝酸银和乙酸银中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述还原液与反应液的质量比为：3:1-2:1；所述复合水溶液中，功能助剂与去离子水的质量比为：1:4-2:3；步骤C所述的短链分子分散剂分散的纳米银颗粒与所述复合水溶液的质量比为：1:9-1:1。

6.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述的缓冲剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的保湿剂为乙二醇、丙三醇、聚乙二醇和丙二醇甲基醚中的一种或多种；所述的表面活性剂为Surfynol 465、Zonyl FSA和异丙醇的一种或多种；所述的消泡剂为三丁基磷酸盐、有机硅消泡剂和正戊醇中的一种或多种；所述的粘结剂为SMA2000、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸树脂、羧甲基纤维素钠和羧乙基纤维素钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述将还原液滴加到反应液中的滴加速度为7-13 ml/min；所述滴加结束后反应的时间为10-40 min；所述离心的转速为3000-5000 r/min；所述清洗是将离心后获得的短链分子分散剂分散的纳米银颗粒在冰水浴中经超声波分散到去离子水中清洗3-5次。

8.根据权利要求1所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的制备方法，其特征在于，所述滴加以及滴加结束后反应中还包括机械搅拌，机械搅拌的速度为150-250 r/min；所述短链分子分散剂分散的纳米银颗粒的粒径为2.5-25 nm。

9.一种可室温烧结的水性纳米银导电油墨，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述制备方法制得，所述导电油墨包含导电填料纳米银颗粒、去离子水和功能助剂的复合水溶液，其粘度为8-15cP，表面张力为25-35 mN/m。

10.权利要求9所述的可室温烧结的水性纳米银导电油墨的应用，其特征在于，将所述水性纳米银导电油墨使用印刷方法印刷到基板上，印制成图案后，在室温环境中放置1-30min，形成导电线路和互连焊点；所述印刷方法为3D打印、丝网印刷、直写工艺和喷墨打印中的一种或多种；所述基板为对溶剂有吸附作用的刚性基板或柔性基板。